(57)【要約】【課題】注入された発泡硬化性流体の流動を防ぎ、補強効果のばらつきを抑制することができる発泡硬化性流体の注入用プラグを提供する。【解決手段】中空構造部材の表面に形成される開口部に配置され、発泡硬化性流体を保持している注入装置から供給される発泡硬化性流体を、中空構造部材の中空部に注入するために使用されるプラグ１０である。プラグ１０は、管状部材２０と袋部材４０とを有する。管状部材２０は、注入装置のノズル部が挿入される開口部２１が一端に形成されている。袋部材４０は、管状部材２０の他端に連結される開口部４１を有し、管状部材２０を経由して導入される発泡硬化性流体によって体積が増加し、中空構造部材の中空部を仕切る。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造部材の表面に形成される開口部に配置され、発泡硬化性流体を保持している注入装置から供給される発泡硬化性流体を、中空構造部材の中空部に注入するために使用されるプラグであって、
注入装置のノズル部が挿入される開口部が一端に形成されている管状部材と、
前記管状部材の他端に連結される開口部を有し、前記管状部材を経由して導入される発泡硬化性流体によって体積が増加し、中空構造部材の中空部を仕切るための袋部材と
を有することを特徴とするプラグ。
【請求項２】
前記袋部材から溢れて逆流する発泡硬化性流体を、前記管状部材の外側に流出させると共に、前記管状部材の外側に流出した発泡硬化性流体が内側に逆流することを防ぐための一方向流路手段を有することを特徴とする請求項１に記載のプラグ。
【請求項３】
前記一方向流路手段は、前記管状部材の外周部に形成された逆Ｕ字形状の切り欠き部からなり、前記袋部材から逆流する発泡硬化性流体によって、前記管状部材の外側に向かって屈曲し、また、前記袋部材からの発泡硬化性流体の逆流が終了することによって、屈曲状態が解消されることを特徴とする請求項２に記載のプラグ。
【請求項４】
前記袋部材の周囲を取り囲むように配置される中空のガイド部材を有し、前記ガイド部材は、体積の増加した前記袋部材が外側に膨出するための切り欠き部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラグ。
【請求項５】
前記切り欠き部は、Ｔ字形状を有し、前記袋部材が外側に膨張する際に、外周が縦方向に割れて展開するように変形することを特徴とする請求項４に記載のプラグ。
【請求項６】
前記管状部材の開口部の周囲には、フランジ部が形成されており、前記フランジ部は、中空構造部材の開口部の内壁に対する位置決め手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラグ。
【請求項７】
発泡硬化性流体が発泡硬化した後における前記袋部材の幅は、中空構造部材の開口部の近傍における中空部の断面長の１倍以上かつ２倍以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラグ。
【請求項８】
前記管状部材は、発泡硬化性流体が前記開口部から逆流することを防ぐための一方向流路手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラグ。
【請求項９】
前記一方向流路手段は、前記管状部材の内周面から中央に向かって傾斜して延長する複数の突出部を有する漏斗状部材からなり、前記突出部は、注入装置から供給される発泡硬化性流体によって、前記袋部材に向かって屈曲し、また、注入装置からの発泡硬化性流体の供給が停止されることによって、屈曲状態が解消されることを特徴とする請求項８に記載のプラグ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のプラグを用いて、発泡硬化性流体を保持している注入装置から供給される発泡硬化性流体を、中空構造部材の中空部に注入することを特徴とする発泡硬化性流体の注入方法。
【請求項１１】
前記発泡硬化性流体は、ウレタン樹脂およびエポキシ樹脂からなる群から選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の発泡硬化性流体の注入方法。
【請求項１２】
前記発泡硬化性流体は、発泡後の密度が３００ｋｇ／ｃｍ３以上かつ５００ｋｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の発泡硬化性流体の注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡硬化性流体の注入用プラグおよび注入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車の車体は、発泡硬化性流体、例えば、硬質ウレタン発泡体を車体の中空部に注入することにより、強度を向上させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
発泡硬化性流体は、軽量かつ良好な補強効果を有し、金属製補強材に比べ、車体重量の増加が抑制されるため、好ましい。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭４８−２６３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発泡硬化性流体は、所定の部位に注入後において流動するため、補強効果にばらつきを生じる問題を有している。
【０００６】
また、発泡硬化性流体が注入される部位は、電着塗装が施されるため、例えば、発泡硬化性流体の流動を抑制する仕切り板（バッフル）を設ける場合、電着塗料が滞留する虞がある。また、防錆上の理由から、金属製の仕切り板を設けることが困難な部位も存在する。
【０００７】
さらに、電着塗装後に仕切り板を配置する場合、工数の増加や、仕切り板を挿入するために形成される開口部が補強効果を減ずる虞もある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、注入された発泡硬化性流体の流動を防ぎ、補強効果のばらつきを抑制することができる発泡硬化性流体の注入用プラグおよび注入方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
中空構造部材の表面に形成される開口部に配置され、発泡硬化性流体を保持している注入装置から供給される発泡硬化性流体を、中空構造部材の中空部に注入するために使用されるプラグであって、
注入装置のノズル部が挿入される開口部が一端に形成されている管状部材と、
前記管状部材の他端に連結される開口部を有し、前記管状部材を経由して導入される発泡硬化性流体によって体積が増加し、中空構造部材の中空部を仕切るための袋部材と
を有することを特徴とするプラグである。
【００１０】
上記目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、
請求項１〜９のいずれか１項に記載のプラグを用いて、発泡硬化性流体を保持している注入装置から供給される発泡硬化性流体を、中空構造部材の中空部に注入することを特徴とする発泡硬化性流体の注入方法である。
【００１１】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、袋部材は、発泡硬化性流体が注入されることによって、体積が増加し、中空構造部材の中空部を、所定の部位で仕切ることが可能である。この場合、発泡硬化性流体の流動は、袋部材によって妨げられるため、補強効果を均一化させることが可能である。つまり、注入された発泡硬化性流体の流動を防ぎ、補強効果のばらつきを抑制することができる発泡硬化性流体の注入用プラグを提供することができる。
【００１３】
請求項１０に記載の発明によれば、袋部材は、発泡硬化性流体が注入されることによって、体積が増加し、中空構造部材の中空部を、所定の部位で仕切る。この際、発泡硬化性流体の流動は、袋部材によって妨げられるため、補強効果が均一化する。つまり、注入された発泡硬化性流体の流動を防ぎ、補強効果のばらつきを抑制することができる発泡硬化性流体の注入方法を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る発泡硬化性流体の注入用プラグの斜視図、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに関する断面図、図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに関する断面図、図４は、図１のプラグが適用される中空構造部材を説明するための斜視図であり、プラグの位置決め段階を示しており、図５は、発泡硬化性流体を保持している注入装置を説明するための断面図であり、図４に続く、発泡硬化性流体の注入の開始段階を示している。
【００１６】
プラグ１０は、中空構造部材１００の表面に形成される開口部１１０に配置され、発泡硬化性流体２２０を保持している注入装置２００から供給される発泡硬化性流体２２０を、中空構造部材１００の中空部に注入するために使用される。
【００１７】
中空構造部材１００は、自動車の車体に適用されるパネル部材、例えば、フロントピラー等の縦型柱状構造部材である。発泡硬化性流体２２０は、例えば、ウレタン樹脂およびエポキシ樹脂からなる群から選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂を含んでいる。
【００１８】
プラグ１０は、管状部材２０と、袋部材４０と、一方向流路手段３０と、ガイド部材５０とを有する。
【００１９】
管状部材２０は、注入装置２００のノズル部２１０が挿入される開口部２１が一端に形成されている。管状部材２０は、例えば、塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性の軟質樹脂から形成される。
【００２０】
袋部材４０は、例えば、ポリエチレンフィルムから形成され、管状部材２０の他端に連結される開口部４１を有し、折り畳まれて配置される。そのため、袋部材４０は、発泡硬化性流体２２０が注入されることによって、体積が増加し、中空構造部材１００の中空部１２０を、所定の部位で仕切ることが可能である。この場合、発泡硬化性流体２２０の流動は、袋部材４０によって妨げられるため、補強効果を均一化させることが可能である。
【００２１】
一方向流路手段３０は、袋部材４０から溢れて逆流する発泡硬化性流体２２０を、管状部材２０の外側に流出させると共に、管状部材２０の外側に流出した発泡硬化性流体２２０が内側に逆流することを防ぐために使用される。
【００２２】
一方向流路手段３０は、例えば、管状部材２０の外周部に形成された逆Ｕ字形状の切り欠き部からなる。切り欠き部３０は、袋部材４０から逆流する発泡硬化性流体２２０によって、管状部材２０の外側に向かって屈曲し（撓み）、また、袋部材２０からの発泡硬化性流体２２０の逆流が終了することによって、屈曲状態が解消される。
【００２３】
つまり、袋部材４０に発泡硬化性流体２２０を注入する際、袋部材４０から溢れて逆流する発泡硬化性流体２２０は、切り欠き部３０が屈曲して形成される流路を経由して、管状部材２０の外側に流出する。そのため、発泡硬化性流体２２０の注入量の制御が容易であり、作業性が向上する。
【００２４】
ガイド部材５０は、中空形状を有し、例えば、塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性の軟質樹脂から形成される。ガイド部材５０は、折り畳まれた袋部材４０の周囲を取り囲むように配置され、体積の増加した袋部材４０が外側に膨出するための切り欠き部５１を有する。切り欠き部５１は、Ｔ字形状を有し、袋部材４０が外側に膨張する際に、外周が縦方向に割れて、展開するように変形する（撓む）。
【００２５】
また、ガイド部材５０は、リング部５２およびテーパ部５３を有する。リング部５２は、袋部材４０と管状部材２０とを連結するために使用される。テーパ部５３は、中空構造部材１００の開口部１１０へのプラグ１０の挿入を容易にするために形成されている。
【００２６】
袋部材４０と管状部材２０の連結は、リング部５２による嵌合方式に限定されず、適当な連結手段を適用することができる。また、リング部５２は、独立した部材として形成することも可能である。
【００２７】
管状部材２０の開口部２１の周囲には、フランジ部２２が形成されている。フランジ部２２は、半径方向に突出している凸部２３（位置決め手段）を有する。凸部２３は、中空構造部材１００の開口部１１０の内壁に形成されている凹溝（切り欠き）１１１と嵌合することによって、プラグ１０を所定方向に位置決めする。
【００２８】
なお、中空構造部材１００の開口部１１０とプラグ１０との係合を確実とするためには、フランジ部２２に、例えば、スナップ嵌め機構を設けることが好ましい。
【００２９】
管状部材２０は、発泡硬化性流体２２０が開口部２１から逆流することを防ぐための一方向流路手段２５を有する。したがって、開口部２１からの発泡硬化性流体２２０の漏れ出しが防止できるため、発泡硬化性流体２２０の注入量の制御が容易であり、作業性が向上する。
【００３０】
一方向流路手段２５は、例えば、管状部材２０の内周面から中央に向かって傾斜して延長する複数の突出部からなる。突出部２５は、漏斗状部材であり、注入装置２００から供給される発泡硬化性流体２２０によって、袋部材４０に向かって屈曲し（撓み）、また、注入装置２００からの発泡硬化性流体２２０の供給が停止されることによって、屈曲状態が解消される。
【００３１】
なお、注入装置２００のノズル部２１０を管状部材２０の開口部２１に挿入する際、注入装置２００のノズル部２１０は、突出部２５に突き当たるようにセットされる。つまり、突出部２５は、注入装置２００のノズル部２１０を管状部材２０の開口部２１に挿入する際のストッパとして機能する。また、突出部２５は、管状部材２０と一体的に形成することに限定されず、独立の部材として設けることも可能である。
【００３２】
以上のように、本実施の形態においては、注入された発泡硬化性流体の流動を防ぎ、補強効果のばらつきを抑制することができる発泡硬化性流体の注入用プラグを提供することができる。
【００３３】
また、袋部材４０は、発泡硬化性流体２２０が注入される前においては小さく、プラグ１０に組み込まれているため、袋部材４０を挿入するための開口部が不要であり、工数も増加しない。また、防錆上の理由から金属製の仕切り板を設けることが困難な部位にも、適用が容易である。
【００３４】
なお、発泡硬化性流体２２０が発泡硬化した後における袋部材４０の幅は、中空構造部材１００の開口部１１０の近傍における中空部１２０の断面長の１倍以上かつ２倍以下である場合、袋部材４０が転倒することを確実に防ぐことが可能であり、好ましい。
【００３５】
次に、図４〜図７を参照し、図１のプラグを用いた発泡硬化性流体の注入方法を説明する。なお、図６は、図５に続く、発泡硬化性流体の注入の途中段階を説明するための断面図、図７は、図６に続く、発泡硬化性流体の注入の完了段階を説明するための断面図である。
【００３６】
まず、図４に示されるように、プラグ１０を中空構造部材１００の開口部１１０に挿入する。この際、フランジ部２２の凸部２３を、中空構造部材１００の開口部１１０の凹溝１１１に嵌合することよって、所定方向に位置決めする。なお、ガイド部材５０のテーパ部５３の存在によって、中空構造部材１００の開口部１１０へのプラグ１０の挿入は、容易である。
【００３７】
その後、注入装置２００のノズル部２１０を、管状部材２０の開口部２１に挿入する。ノズル部２１０は、一方向流路手段である突出部２５に突き当たるようにセットされるため、ノズル部２１０から注入される発泡硬化性流体２２０は、漏れることはない。
【００３８】
発泡硬化性流体２２０は、図５に示されるように、突出部２５を袋部材４０に向かって屈曲させて流路を形成し、袋部材４０に導入されることで、袋部材４０の体積を増加させる。発泡硬化性流体２２０は、注入開始後、例えば３秒で発泡を開始する。
【００３９】
ガイド部材５０切り欠き部５１は、外周が縦方向に割れて展開するように変形することで、袋部材４０が外側に膨張することを妨げない。なお、膨張発泡硬化性流体２２０は、大気に開放された状態で注入されるため、袋部材４０の内圧は、袋部材４０を破裂させるほどには上昇しない。
【００４０】
発泡硬化性流体２２０の注入を継続すると、図６に示されるように、袋部材４０は、体積がさらに増加し、中空構造部材１００の中空部１２０を、所定の部位で仕切る。この際、発泡硬化性流体２２０の流動は、袋部材４０によって妨げられるため、補強効果が均一化する。
【００４１】
また、管状部材２０の切り欠き部３０は、袋部材４０から逆流する発泡硬化性流体２２０によって、管状部材２０の外側に向かって屈曲し、発泡硬化性流体２２０を管状部材２０の外側に供給するための流路を形成する。つまり、袋部材４０から溢れて逆流する発泡硬化性流体２２０は、一方向流路手段である切り欠き部３０を経由して管状部材２０の外側に流出する。
【００４２】
その後、発泡硬化性流体２２０の注入が完了すると、注入装置２００のノズル部２１０を、管状部材２０の開口部２１から取外す。管状部材２０の突出部２５は、注入装置２００からの発泡硬化性流体２２０の供給が停止されることによって、屈曲状態が解消され、流路を閉鎖することで、開口部２１からの発泡硬化性流体２２０の漏れ出しが防止される。
【００４３】
また、管状部材２０の切り欠き部３０も、発泡硬化性流体２２０の供給が停止され、袋部材４０からの発泡硬化性流体２２０の逆流が終了することによって、屈曲状態が解消される。したがって、発泡硬化性流体２２０を管状部材２０の外側に供給するための流路が閉鎖されるため、管状部材２０の外側に流出した発泡硬化性流体２２０が内側に逆流することが防がれる。
【００４４】
そして、所定の時間（例えば３０秒）が経過することで、発泡硬化性流体２２０の発泡硬化が完了することになる。この際、袋部材４０の内圧が上昇し、袋部材４０を破裂させたとしても、この時点では、発泡硬化性流体２２０の硬化は始まっているため、発泡硬化性流体２２０の垂れ下がりは防がれる。
【００４５】
なお、発泡硬化性流体２２０が発泡硬化した後における袋部材４０の幅は、袋部材４０が転倒することを確実に防ぐためには、中空構造部材１００の開口部１１０の近傍における中空部１２０の断面長の１倍以上かつ２倍以下であることが好ましい。
【００４６】
また、発泡硬化性流体２２０は、発泡後の密度が３００ｋｇ／ｃｍ３以上かつ５００ｋｇ／ｃｍ３以下である場合、自重により垂れ下がることなく、安定した注入が可能であり、好ましい。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては、注入された発泡硬化性流体の流動を防ぎ、補強効果のばらつきを抑制することができる発泡硬化性流体の注入方法を提供することができる。
【００４８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００４９】
例えば、発泡硬化性流体が注入される中空構造部材は、自動車の車体に適用されるパネル部材に限定されず、また、横型柱状構造部材に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る発泡硬化性流体の注入用プラグの斜視図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに関する断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに関する断面図である。
【図４】図１のプラグが適用される中空構造部材を説明するための斜視図であり、プラグの位置決め段階を示している。
【図５】発泡硬化性流体を保持している注入装置を説明するための断面図であり、図４に続く、発泡硬化性流体の注入の開始段階を示している。
【図６】図５に続く、発泡硬化性流体の注入の途中段階を示している断面図である。
【図７】図６に続く、発泡硬化性流体の注入の完了段階を示している断面図である。
【符号の説明】
１０…プラグ、
２０…管状部材、
２１…開口部、
２２…フランジ部、
２３…凸部、
２５…突出部（一方向流路手段）、
３０…切り欠き部（一方向流路手段）、
４０…袋部材、
４１…開口部、
５０…ガイド部材、
５１…切り欠き部、
５２…リング部、
５３…テーパ部、
１００…中空構造部材、
１１０…開口部、
１１１…凹溝（切り欠き）、
１２０…中空部、
２００…注入装置、
２１０…ノズル部、
２２０…発泡硬化性流体。
【図１】
2005007811.tif 000003
【図２】
2005007811.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005007811.tif 000007
【図６】
2005007811.tif 000008
【図７】
2005007811.tif 000009